第4章模糊控制

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《智能控制》课程教学大纲(本科)

《智能控制》课程教学大纲注：课程类别是指公共基础课/学科基础课/专业课；课程性质是指必修/限选/任选。

一、课程地位与课程目标（-）课程地位《智能控制》是自动化专业的专业教育课程，代表着自动控制理论发展的新阶段，教学目的是培养学生掌握智能控制的基本概念，熟悉智能控制系统分析设计的一般方法及其应用。

本课程以智能控制中发展比较成熟的模糊控制、神经网络技术的理论与应用作为主要教学内容，介绍在工业领域中用传统方法难以解决的复杂系统的控制问题。

学生通过本课程的学习，可掌握智能控制系统的基本概念、工作原理、设计方法和实际应用，具备初步的运用智能控制理论和技术，对复杂控制工程问题进行分析、设计及解决实际问题的能力。

（二）课程目标（1）理解智能控制的基本概念，熟悉智能控制系统分析与设计的理论知识体系，具有面向自动化领域复杂控制工程问题的理解能力；培养大学生的科学精神，实事求是、开拓进取；（2）掌握模糊控制及人工神经网络的基本原理，具有运用智能控制理论，针对复杂控制工程问题进行计算和模拟的能力；培养大学生顽强拼搏、不畏挫折、勇于创新的精神。

（3）掌握智能控制系统设计的基本方法，具有运用智能控制理论和技术，针对复杂控制工程问题进行分析、设计和改进的能力。

二、课程目标达成的途径与方法《智能控制》课程教学以课堂教学为主，结合自主学习和上机教学，针对难以建模的控制对象，学习用模糊控制或人工神经网络控制的基本理论和方法，分析控制系统任务需求, 设计控制器的专业基础知识。

培养学生掌握智能控制的基本概念，熟悉智能控制系统分析设计的一般方法，具备初步的运用智能控制理论和技术，针对复杂控制工程问题进行分析、设计和改进的能力。

（1）课堂教学主要讲述智能控制的基本概念，基本原理、基本设计方法，在课堂教学中，充分引入互动环节，提高教学效果。

通过指导学生学习使用MATLAB仿真软件，进行简单的工程实例设计，使学生能够更加容易理解抽象的理论知识，提高学习兴趣，熟悉智能控制系统分析与设计的理论知识体系，形成良好的思维方式和学习方法。

计算机控制技术及其应用(丁建强任晓卢亚萍)课后规范标准答案

第1章概述.................................................................................................................................... 1-2第2章计算机控制系统的理论基础.......................................................................................... 2-1第3章数字控制器的设计与实现.............................................................................................. 3-1第4章控制系统中的计算机及其接口技术.............................................................................. 4-1第5章计算机控制系统中的过程通道...................................................................................... 5-1第6章控制系统的可靠性与抗干扰技术.................................................................................. 6-1第7章控制系统的组态软件....................................................................................................... 7-1第8章DCS集散控制系统.......................................................................................................... 8-1第9章计算机控制系统的解决方案.......................................................................................... 9-1第10章计算机控制技术在简单过程控制中的应用............................................................ 10-1第11章计算机控制技术在流程工业自动化中的应用 ....................................................... 11-1第1章概述1.什么是自动控制、控制系统、自动化和控制论？[指导信息]:参见1.1自动控制的基本概念。

基于模糊控制的智能交通系统设计与实现

基于模糊控制的智能交通系统设计与实现第一章前言随着现代交通的日益发展，交通问题也变得日益突出。

传统的交通控制方式已经不能够满足现代交通的需求，因此需要新的交通控制方式。

智能交通系统作为新型的交通控制方式，正在得到越来越广泛的应用。

本文将介绍基于模糊控制的智能交通系统的设计与实现。

第二章智能交通系统的概述智能交通系统是一种交通信息化技术，是指在交通领域内应用信息技术，使交通系统具有自我感知、自我调节、自我协调、自我教育和自我管理的能力。

智能交通系统通常包括道路交通控制、智能车辆、通信网络、信息管理等部分。

智能交通系统的主要目标是提高路网容量和道路通行效率，减少交通事故和交通拥堵。

第三章模糊控制的原理与方法模糊控制是一种基于模糊集合理论的控制方法。

与传统的精确数学模型不同，模糊控制可以应对不确定性和复杂性问题。

模糊控制的基本原理是将模糊变量输入系统，通过模糊推理得到控制变量，从而实现对系统的控制。

模糊控制的方法主要包括模糊集合的定义、模糊规则的设计和模糊推理机制的实现。

模糊集合是指对某一变量进行模糊化，将其划分为若干模糊集合。

模糊规则是一组形如“IF A THEN B”的语句，其中A和B均为模糊集合。

模糊推理机制主要分为模糊推理和模糊控制两个阶段。

模糊推理是指将输入的模糊集合和模糊规则进行匹配，得到匹配度最高的模糊规则。

模糊控制是指根据匹配到的模糊规则和输出的控制变量，对系统进行控制。

第四章基于模糊控制的智能交通系统设计本文设计的基于模糊控制的智能交通系统主要包括车辆导航模块、交通信号控制模块、智能安全监测模块和交通管理中心模块。

车辆导航模块主要为车辆提供导航服务，通过GPS定位、交通路况分析等方式，为车辆提供最佳路线规划。

交通信号控制模块主要负责交通信号的控制，通过模糊控制方法，对红绿灯的时序进行控制，以提高路网容量和道路通行效率。

智能安全监测模块主要对路口行人、车辆、交通标志等情况进行检测和监测，及时发现交通事故和交通违法行为，提高交通安全性。

WORD型模糊控制电子教案

WORD型模糊控制电子教案第一章：模糊控制基础1.1 模糊控制简介模糊控制的起源和发展模糊控制与传统控制的比较模糊控制的应用领域1.2 模糊集合与模糊逻辑模糊集合的定义和表示模糊逻辑的基本原理模糊推理与模糊判断1.3 模糊控制系统的结构与原理模糊控制系统的组成模糊控制器的结构与设计模糊控制算法的实现第二章：WORD型模糊控制器的结构与设计2.1 WORD型模糊控制器的概述WORD型模糊控制器的定义和特点WORD型模糊控制器的应用领域WORD型模糊控制器的设计要求2.2 WORD型模糊控制器的结构设计输入输出层的结构设计模糊化层的结构设计规则库的设计解模糊层的结构设计2.3 WORD型模糊控制器的参数设计模糊集合的划分与选择隶属度函数的设计模糊规则的设计与优化第三章：WORD型模糊控制器的仿真与优化3.1 WORD型模糊控制器的仿真方法模糊控制仿真系统的构建模糊控制仿真的基本步骤仿真结果的分析和评估3.2 WORD型模糊控制器的优化方法基于规则的优化方法基于隶属度函数的优化方法基于控制效果的优化方法3.3 WORD型模糊控制器的性能改进改进控制器的动态性能提高控制器的鲁棒性降低控制器的计算复杂度第四章：WORD型模糊控制器在电子系统中的应用4.1 WORD型模糊控制器在温度控制系统中的应用温度控制系统的原理与结构WORD型模糊控制器的设计与实现仿真结果与实际应用效果分析4.2 WORD型模糊控制器在速度控制系统中的应用速度控制系统的原理与结构WORD型模糊控制器的设计与实现仿真结果与实际应用效果分析4.3 WORD型模糊控制器在其他电子系统中的应用例如：电机控制系统、控制系统等第五章：WORD型模糊控制器的实验与验证5.1 WORD型模糊控制器的硬件实验平台实验硬件的选择与搭建实验系统的调试与验证5.2 WORD型模糊控制器的软件实验平台实验软件的选择与使用实验数据的采集与分析5.3 WORD型模糊控制器的实验结果与验证实验结果的对比与评估实验结果的实际应用价值第六章：WORD型模糊控制器的设计实例6.1 电机控制系统中的WORD型模糊控制器设计电机控制系统的原理与结构WORD型模糊控制器的设计与实现电机控制系统仿真与实际应用效果分析6.2 控制系统中的WORD型模糊控制器设计控制系统的原理与结构WORD型模糊控制器的设计与实现控制系统仿真与实际应用效果分析6.3 其它实例及WORD型模糊控制器的设计与应用如：风力发电控制系统、无人驾驶控制系统等第七章：WORD型模糊控制器的性能分析与评估7.1 WORD型模糊控制器的静态性能分析稳态误差分析静态特性曲线分析7.2 WORD型模糊控制器的动态性能分析动态响应特性分析过渡过程性能分析7.3 WORD型模糊控制器的性能评估指标控制效果评估指标系统稳定性评估指标计算复杂度评估指标第八章：WORD型模糊控制器的优化方法8.1 基于遗传算法的WORD型模糊控制器优化遗传算法的基本原理与实现遗传算法在WORD型模糊控制器优化中的应用优化结果分析与评估8.2 基于粒子群优化算法的WORD型模糊控制器优化粒子群优化算法的基本原理与实现粒子群优化算法在WORD型模糊控制器优化中的应用优化结果分析与评估8.3 基于神经网络的WORD型模糊控制器优化神经网络的基本原理与实现神经网络在WORD型模糊控制器优化中的应用优化结果分析与评估第九章：WORD型模糊控制器的实际应用与案例分析9.1 WORD型模糊控制器在工业领域的应用案例如：工业生产线自动控制系统、化学工业过程控制系统等9.2 WORD型模糊控制器在农业领域的应用案例如：农业自动化控制系统、智能灌溉系统等9.3 WORD型模糊控制器在日常生活领域的应用案例如：智能家居控制系统、智能交通控制系统等第十章：WORD型模糊控制器的未来发展趋势与展望10.1 WORD型模糊控制器技术的发展趋势新型模糊控制算法的研究与发展WORD型模糊控制器与其他控制技术的融合跨学科研究与创新应用10.2 WORD型模糊控制器在未来的应用前景应用于更多领域的智能化控制系统与、大数据等技术的结合为人类社会带来的福祉与贡献重点和难点解析一、模糊控制基础：理解模糊集合与模糊逻辑的基本概念，以及模糊控制系统的原理和结构。

模糊控制毕业论文

模糊控制考核论文姓名：郑鑫学号：1409814011 班级：149641 题目:模糊控制的理论与发展概述摘要模糊控制理论是以模糊数学为基础,用语言规则表示方法和先进的计算机技术,由模糊推理进行决策的一种高级控制策。

模糊控制作为以模糊集合论、模糊语言变量及模糊逻辑推理为基础的一种计算机数字控制，它已成为目前实现智能控制的一种重要而又有效的形式尤其是模糊控制和神经网络、遗传算法及混沌理论等新学科的融合，正在显示出其巨大的应用潜力。

实质上模糊控制是一种非线性控制，从属于智能控制的范畴。

模糊控制的一大特点是既具有系统化的理论，又有着大量实际应用背景。

本文简单介绍了模糊控制的概念及应用，详细介绍了模糊控制器的设计，其中包含模糊控制系统的原理、模糊控制器的分类及其设计元素。

关键词：模糊控制；模糊控制器；现状及展望Abstract Fuzzy control theory is based on fuzzy mathematics, using language rule representation and advanced computer technology, it is a high-level control strategy which can make decision by the fuzzy reasoning. Fuzzy control is a computer numerical contro which based fuzzy set theory, fuzzy linguistic variables and fuzzy logic, it has become the effective form of intelligent control especially in the form of fuzzy control and neural networks, genetic algorithms and chaos theory and other new integration of disciplines, which is showing its great potential. Fuzzy control is essentially a nonlinear control, and subordinates intelligent control areas. A major feature of fuzzy control is both a systematic theory and a large number of the application background.This article introduces simply the concept and application of fuzzy control and introduces detailly the design of the fuzzy controller. It contains the principles of fuzzy control system, the classification of fuzzy controller and its design elements.Key words: Fuzzy Control; Fuzzy Controller; Status and Prospects.引言传统的常规PID控制方式是根据被控制对象的数学模型建立，虽然它的控制精度可以很高，但对于多变量且具有强耦合性的时变系统表现出很大的误差。

第四章不确定性推理的方法

4.3.3 组合证据不确定性的算法
4.3.4 不确定性的传递算法
22
4.3.1 知识不确定性的表示

知识： IF E THEN (LS，LN)
H (P(H))
E ：前提条件（简单条件或复合条件）
H ：结论
( LS , LN ) ：规则强度 P（E H） LS ——规则成立的充分性度量 P（E H）
E=Ei AND E2 AND
…
AND
Em
P(Hi E1, E2 ,, Em ) ：在证据 E1 , E2 ,, Em 出现时结论的确定程度。
12
4.2.2 逆概率方法
1. 逆概率方法的基本思想：
Bayes定理：
逆概率 P( E Hi )
例如：
原概率 P(Hi E)
E ：咳嗽，
H i ：支气管炎，
④ 度量的确定应当是直观的，同时应有相应的理论依据。
7
4.1 不确定性推理中的基本问题
2. 不确定性匹配算法及阈值的选择
不确定性匹配算法：用来计算匹配双方相似程度的算法。阈值：用来指出相似的“限度”。
3. 组合证据不确定性的算法：
最大最小方法、Hamacher方法、概率方法、有界方法、Einstein方法等。
PE , LS , LN P( H ) P( H / E )或（ P H / E）
？
先验概率
后验概率
26
4.3.4 不确定性的传递算法
1. 证据肯定存在的情况
证据肯定存在时, P( E) P( E S ) 1 结论H成立的概率：P（H / E） P（E / H） P（H） / P（E）结论H不成立的概率：P（H / E） P（E / H） P（H） / P（E）

自动化专业概论与职业发展第4章

推理机
数据库
规则库
输入
-+
PID控制器误差
-
工业过程
输出
图4.16 由智能决策单元（IDU）来修正控制器
4.7 非线性系统及其控制
自动控制系统由各种环节（元件组成，而环节或元件按其特性，可分为线性元件和非线性元件。
输出（V）
0Hale Waihona Puke 输入（误差）（mV）图4.17 电子放大器的静特性图
输出（V）
第四章基本控制方法
4.1 自动控制系统行为描述
uf uf
ur
0
t
图4.1 自动控制系统中被控制量的振荡
从图4.1上可以看出电炉炉膛温度
uf在t=0冷工件进入后，稍后温度开
始下降，接着就开始产生力图校正误差的控制作用（图上曲线上的向上箭头，表示电炉受到的新增电能供应）。
当uf向上升并与ur的横线相交时uf =ur，△u=0，此时放大器输出为0，电动机降速至停止转动。
⑵ 非线性系统的平衡运动状态（即稳态，Steady State），除平衡点外还可能有周期解；
⑶ 线性系统的输入为正弦函数时，其输出的稳态过程也是同频率的正弦函数，两者仅在相位和幅值上不同。但非线性系统的输入为正弦函数时，其输出为包含有高次谐波的非正弦周期函数。
⑷ 复杂的非线性系统在一定条件下还会产生突变、分岔和混沌等现象。
扰动补偿
扰动测量
给定
输入+ 误差
给定环节
控制器
+
- 反馈信号
放大环节执行环节
扰
动输出
被控对象
反馈环节
图4.6 复合自动控制系统框图
4.3 比例积分微分控制

智能控制（研究生）习题集

习题集第一章概论1.试从学科和能力两个方面说明什么是人工智能。

2.哪些思想、思潮、时间和人物在人工智能发展过程中起了重要作用?3.近年来人工智能研究取得哪些重要进展?4.为什么能够用计算机模拟人类智能?5.目前人工智能学界有哪些学派?它们的认知观为何?6.自动控制存在什么机遇与挑战?为什么要提出智能控制?7.简述智能控制的发展过程,并说明人工智能对自动控制的影响。

8.傅京孙对智能控制有哪些贡献?9.什么是智能控制?它具有哪些特点?10.智能控制器的一般结构和各部分的作用为何?它与传统控制器有何异同?11.智能控制学科有哪几种结构理论?这些理论的内容是什么?12.为什么要把信息论引入智能控制学科结构?13.人工智能不同学派的思想在智能控制上有何反映?第二章知识表示方法1.状态空间法、问题归约法、谓词逻辑法和语义网络法的要点是什么?它们有何本质上的联系及异同点?2.设有3个传教士和3个野人来到河边,打算乘一只船从右岸渡到左岸去。

该船的负载能力为两人。

在任何时候,如果野人人数超过传教士人数,那么野人就会把传教士吃掉。

他们怎样才能用这条船安全地把所有人都渡过河去?3.利用下图,用状态空间法规划一个最短的旅行路程:此旅程从城市A开始,访问其他城市不多于一次,并返回A。

选择一个状态表示,表示出所求得的状态空间的节点及弧线,标出适当的代价,并指明图中从起始节点到目标节点的最佳路径。

4.试说明怎样把一棵与或解树用来表达下图所示的电网络阻抗的计算。

单独的R、L或C可分别用R、jωL或1/jωC来计算,这个事实用作本原问题。

后继算符应以复合并联和串联阻抗的规则为基础。

5.试用四元数列结构表示四圆盘梵塔问题,并画出求解该问题的与或图。

6.用谓词演算公式表示下列英文句子(多用而不是省用不同谓词和项。

例如不要用单一的谓词字母来表示每个句子)。

A computer system is intelligent if it can perform a task which,if performed by a human, requires intelligence.7.把下列语句表示成语义网络描述:(1)All man are mortal.(2)Every cloud has a silver lining.(3)All branch managers of DEC participate in a profit-sharing plan.8.作为一个电影观众,请你编写一个去电影院看电影的剧本。

模糊控制的理论基础

3．结合律
(A∪B)∪C=A∪(B∪C)
(A∩B)∩C=A∩(B∩C)
4．吸收律
A∪(A∩B)=A
A∩(A∪B)=A
5．分配律
A∪(B∩C)=(A∪B)∩(A∪C)
A∩(B∪C)=(A∩B) ∪(A∩C)
6．复原律
A A
7．对偶律
A B A B
A B A B
8．两极律
A∪E=E，A∩E=A
A∪Ф=A，A∩Ф=Ф
例3.4 设
A
B
0 .9 0 .2 0 . 8 0 .5 u1 u2 u3 u4
0 .3 0 . 1 0 .4 0 . 6 u1 u2 u3 u4
求A∪B，A∩B
则
0.9 0.2 0.8 0.6 A B u1 u2 u3 u4
0 .3 0 .1 0 .4 0 .5 A B u1 u2 u3 u4
A {0.95,0.90 ,0.85}
其含义为张三、李四、王五属于“学习好”的程度分别是0.95，0.90，0.85。例3.3 以年龄为论域，取 X 0,200 。Zadeh给出了“年轻”的模糊集Y，其隶属函数为
0 x 25 1 1 Y ( x) x 25 2 25 x 100 1 5
例3.5 试证普通集合中的互补律在模糊集合中不成立，即 A (u ) A (u ) 1 ，
A (u ) A (u ) 0
证：设 A (u ) 0.4 ，则
A (u ) 1 0.4 0.6
A (u) A (u) 0.4 0.6 0.6 1
模糊集合是以隶属函数来描述的，隶属度的概念是模糊集合理论的基石。

模煳控制第四章模糊控制器设计

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4. 模糊PID控制器 PID控制器对不同的控制对象要用不同的PID参
数，而且调整不方便，抗干扰能力差，超调量差。模糊控制器是一种语言控制，不依赖被控对象的数学模型，设计方法简单、易于实现。能够直接从操作者的经验归纳、优化得到，且适应能力强、鲁棒性好。
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模糊控制也有其局限性和不足，就是它的控制作用只能按档处理，是一种非线性控制，控制精度不高，存在静态余差，一般在语言变量偏差趋于零时有振荡。
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2. 模糊自调整控制器模糊控制器性能的好坏直接影响到模糊控
制系统的控制特性，而模糊控制器的性能又取决于控制规则的完善与否。如果在简单模糊控制器的输入输出关系中加入修正因子，便能对控制规则进行自动调整，从而可对不同的被控对象获得相对满意的控制效果。
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在简单模糊控制器中，如果将误差e、误差变化率Δe及控制量u的关系描述为：
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在模糊推理机中，模糊推理决策逻辑是核心，它能模仿人的模糊概念和运用模糊蕴涵运算以及模糊逻辑推理规则对模糊控制作用的推理进行决策。
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(3) 解模糊接口(Defuzzification) 通过模糊推理得出的模糊输出量不能直接
去控制执行机构，在这确定的输出范围中，还必须要确定一个最具有代表性的值作为真正的输出控制量，这就是所谓解模糊判决。完成这部分功能的模块就称作解模糊接口，它的主要功能包括：
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4.1 模糊控制器的基本结构及主要类型
4.1.1 模糊控制器的基本结构
模糊控制的基础是模糊集合理论和模糊逻辑，是用模糊逻辑来模仿人的思维对那些非线性、时变的复杂系统以及无法建立数学模型的系统实现控制的。

过程控制课程设计选题

过程控制课程设计选题一、课程目标知识目标：1. 理解过程控制的基本概念，掌握其重要性和应用领域；2. 学会分析实际过程中存在的问题，并能运用所学知识提出解决方案；3. 掌握过程控制系统的数学模型及其建立方法，了解不同类型的过程控制策略；4. 了解过程控制设备的工作原理和选型方法，具备初步的设备配置和调试能力。

技能目标：1. 能够运用所学理论知识，对实际过程控制系统进行建模和分析；2. 学会使用过程控制软件进行系统仿真，验证控制策略的有效性；3. 培养解决实际过程控制问题的能力，提高创新意识和团队协作能力；4. 掌握过程控制相关设备的操作方法，具备一定的实践操作能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对过程控制学科的兴趣，激发学习热情和主动性；2. 引导学生关注过程控制在国家经济发展和工业生产中的应用，增强社会责任感和使命感；3. 培养学生的团队合作意识，学会尊重他人，善于沟通交流；4. 培养学生严谨的科学态度和良好的工程素养，注重实践与创新相结合。

课程性质：本课程为选修课，以理论教学和实践操作相结合的方式进行，旨在培养学生的过程控制理论知识和实际应用能力。

学生特点：学生已具备一定的数学、物理和自动化基础知识，具有较强的学习能力和动手实践能力。

教学要求：注重理论与实践相结合，强调知识的应用性和实践性，提高学生的分析问题、解决问题的能力。

通过小组合作、课堂讨论等方式，培养学生的沟通能力和团队协作精神。

同时，注重培养学生的创新意识和工程素养，为未来从事过程控制相关工作打下坚实基础。

二、教学内容1. 过程控制基本概念：包括过程控制定义、分类、发展历程及其在工业生产中的应用；2. 过程控制系统数学模型：介绍过程控制系统的传递函数、状态空间表达式及其建模方法；3. 过程控制策略：讲解PID控制、模糊控制、自适应控制等常用控制策略的原理及优缺点；4. 过程控制设备：介绍传感器、执行器、控制器等过程控制设备的原理、选型及应用；5. 过程控制系统仿真：学习使用MATLAB/Simulink等软件进行过程控制系统建模与仿真；6. 实际案例分析：分析典型过程控制系统的实际问题，提出解决方案并验证；7. 实践操作：分组进行过程控制实验，培养学生的动手能力和实际操作技能。

模糊控制第四章

2.控制规则库
在模糊控制中，模糊控制规则集称为模糊控制规则库。它体现了专用型的控制策略和控制目的。在前面的电风扇温度控制中，5条条件语言组成的控制规则集就是该模糊控制系统的控制策略。三、决策功能
决策功能是模糊控制器中的中心功能。这种决策是模
模糊决策，它模拟人类的决策能力。模糊决策基于模糊概念和模糊控制，而模糊控制采用模糊蕴含和推理实现。
2.反模糊化——把模糊控制器推断出的模糊控制量转换成精确控制量。根据模糊控制器的功能，其结构如图4-2所示。从图中可以看出由模糊化接口、反模糊化接口、知识库和决策逻辑组成。
精确量模糊化接口决策逻辑反模糊化接口精确量
知识库 KB
知识库存储模糊控制器中的模糊量以及模糊控制规则。知识库向模糊化接口提供模糊量的隶属函数形态，从而使模糊化接口在接收到外部的精确量输入之后，能够将其转化成相对应的模糊量及隶属度。知识库也向反模糊化接口提供模糊量的隶属函数形态，反模糊化接口则根据输出的
模糊控制器相结合对系统实行控制。一般的线性控制器是 PI控制器。
复合模糊控制器通常由普通控制器和PI控制器组成。模糊控制器可对系统实现非线性的智能控制，PI控制器可克服在偏差趋于零时刻模糊控制器可能产生的振荡及静态误差。复合模糊控制系统的结构如图4-4所示。
从图中可看出：这种系统采用了复合模糊控制器，而复合模糊控制器由一个模糊控制器及一个比例积分数字控制器组成。
这样就产生了模糊控制器。模糊控制器对被控对象的控制采用的是人类的模糊控制意念。这种模糊控制意念是以模糊控制语句来描述的。在模糊控制的语句中，含有人类对环境的模糊检测和对被控对象的模糊命令。对于一个用电风扇进行温度调节的系统，很容易采用如下意念：如果环境温度高，则风扇转速调到最快；如果环境温度较高，则风扇转速调到较快；如果环境温度稍高，则风扇转速调到中速；如果环境温度微高，则风扇转速调到低速；如果环境温度合适，则风扇停止转动；这一系列意念就是模糊控制规则，只不过是用模糊控制语句表达而已。这些模糊控制语句可以用条件语句的形

智能控制基础教学大纲

《智能控制基础》教学大纲课程编号：022019课程名称：智能控制基础课程英文名称：The Basic of Intelligent Control课程性质：限选总学时：48学分： 3教材：1．Kevin M. Passino, Stephen Yurkovich, Fuzzy Control（ISBN 7-302-04937-8）. 清华大学出版社，2001年2．师黎，陈铁军，李晓媛，姚利娜. 智能控制理论及应用（ISBN 978-7-302-16157-8）. 清华大学出版社，2009年主要参考书：1. 蔡自兴编著，《智能控制（第二版）》，电子工业出版社，2004年版2. 孙增圻编著，《智能控制理论与技术》，清华大学出版社，1997年版3. 冯冬青编著，《模糊智能控制》，化学工业出版社，1998年版4. 李士勇编著，《模糊控制、神经控制和智能控制论》，哈尔滨工业大学出版社，1996年版5. 易继锴等编著，《智能控制技术》，北京工业大学出版社，1999年版6. 张化光等编著，《智能控制基础理论及应用》，机械工业出版社，2005年版7. Simon Haykin, Neural Networks-A Comprehensive Foundation (Second Edition), Printice Hall ，清华大学出版社，2001年版8. Junhong Nie & Derek Linkens, Fuzzy-Neural Control-Principles, Algorithms and Applications ，Prentice Hall International (UK) Ltd. Hertfordshire, UK,19959.D. Drinkov, H. Hellendoorn, M. Reinfrank, An Introduction to Fuzzy Control, Springer ，Springer-Verlag New York, Inc. New York, NY, USA ，199310. 李国勇编著，《智能控制及其MATLAB 实现》，电子工业出版社，2005年11. 李人厚等编著，《智能控制理论和方法》，西安电子科技大学出版社，2007年12. 诸静等著，《模糊控制原理与应用》，机械工业出版社，1995年版13.王顺晃，舒迪前编著，《智能控制系统及其应用》，机械工业出版社，1995年版14.王永骥，涂健编著，《神经元网络控制》，机械工业出版社，1998年版15. 周东华等编著，《现代故障诊断与容错控制》，清华大学出版社，2000年版16. 师黎等编著，《智能控制实验与综合设计指导》，清华大学出版社，2008年版一、课程的性质与任务本课程是自动化专业、电气工程及其自动化专业的一门专业基础课程。

模糊控制基础知识

1965年美国自动控制理论专家L．A． Zadeh首次提出了模糊集合理论，
1974年英国E．H．Mamdani首先将模糊控制应用于锅炉和蒸汽机的自动控制。目前，模糊控制(Fuzzy Control)作为90年代的高新技术，得到非常广泛的应用，被公认为简单而有效的控制技术。
模糊控制是以模糊集合论模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的微机数字控制。它是模拟人的思维，构造一种非线性控制，以满足复杂的，不确定的过程控制的需要。
A
i 1 5
论域 X 是离散的，则A可表示为
A ( xi )
xi
0 0 0.6 0.8 1 1 2 3 4 5
(2) 模糊集合的运算 A B A ( x) B ( x) ① 等集： ② 子集： A B A ( x) B ( x) A A ( x) 0 ③ 空集： ④ 并集： C A B c ( x) A ( x) B ( x) max[ A ( x), B ( x)] ⑤ 交集： c ( x) A ( x) B ( x) min[ A ( x), B ( x)] C A B ⑥ 补集： B A B ( x) 1 A ( x)
用模糊关系矩阵表示：
RAB ( A B) ( A E)
一些常见的模糊规则的关系矩阵的表达式： •如果x为A，则y为B, 否则y为C， A X , B Y , C Y •如果x为A，y为B, 则z为C
R ( A B) ( A C) ：
A X , B Y ,C Z
计算机控制技术
第 4章计算机控制系统的控制算法
Ex5 设X为横轴，Y为纵轴，直积 X Y即整个平面。模糊关系“x远远大于y” 的隶属函数确定为

基于模糊控制算法的变频空调控制系统设计与实现

基于模糊控制算法的变频空调控制系统设计与实现变频空调控制系统是现代空调系统中的一种重要控制方式，通过调节空调压缩机的转速来实现室内温度的控制。

在传统的空调系统中，常常存在着温度波动大、能耗高、控制精度低等问题。

为了解决这些问题，本文基于模糊控制算法对变频空调控制系统进行了设计与实现。

文章将分为以下几个章节进行阐述。

第一章：绪论本章将对变频空调控制系统的研究背景和意义进行阐述，介绍了传统变频空调系统存在的问题，并提出了基于模糊控制算法来改善这些问题的思路和方法。

第二章：变频空调系统原理与模型本章将介绍变频空调系统的工作原理和数学模型。

首先对压缩机、蒸发器、冷凝器等主要组成部分进行详细介绍，然后建立起整个变频空调系统的数学模型，并分析其特性和参数。

第三章：模糊控制基础理论本章将介绍模糊逻辑理论和模糊控制算法的基础知识。

首先介绍了模糊逻辑中的模糊集合、模糊关系和模糊推理等基本概念，然后详细介绍了模糊控制器的结构和工作原理。

第四章：基于模糊控制算法的变频空调控制系统设计本章将详细介绍基于模糊控制算法的变频空调控制系统的设计过程。

首先确定了系统输入和输出变量，然后建立了基于模糊规则库的推理机制，最后设计了基于PID控制器和模糊逻辑控制器的混合控制策略。

第五章：变频空调系统实验与仿真本章将对设计好的变频空调系统进行实验与仿真。

首先搭建了实验平台，并进行了实验数据采集和分析。

然后使用仿真软件对系统进行建模，并进行仿真实验。

最后对实验结果进行分析比较，验证了基于模糊控制算法的变频空调系统在温度稳定性、能耗等方面相较传统系统有明显改善。

第六章：结论与展望本章将总结全文内容，总结论文工作中取得的成果，并对未来进一步改进和优化变频空调控制系统提出展望。

通过以上章节的阐述，本文将全面深入地介绍基于模糊控制算法的变频空调控制系统的设计与实现。

通过实验与仿真结果的分析，将验证该系统在改善温度稳定性、降低能耗等方面的有效性。

模糊规则库的自动构建算法

模糊规则库的自动构建算法第一章：引言模糊规则库是模糊控制系统的核心组成部分，它能够将模糊化输入与输出之间的关系用一组模糊规则进行建模。

构建一个优质的模糊规则库对于实现准确、高效的模糊控制系统至关重要。

然而，手动构建一个复杂的模糊规则库是一项耗时且繁琐的任务，因此研究如何自动构建模糊规则库成为了一个热门的研究方向。

本章将介绍模糊规则库的自动构建算法以及其在实际应用中的重要性。

第二章：模糊规则库的基本结构与表示在介绍自动构建算法之前，首先需要了解模糊规则库的基本结构与表示方法。

模糊规则库通常由一组模糊规则组成，每个模糊规则由一个模糊化输入向量与一个模糊化输出向量之间的映射关系构成。

模糊规则可以使用条件-结论的形式表示，其中条件部分是模糊化输入向量，结论部分是模糊化输出向量。

模糊规则库的目标是根据给定的输入向量，通过匹配模糊规则库中的规则来推断出相应的输出。

第三章：模糊规则库的自动构建方法在实际应用中，手动构建一个复杂的模糊规则库是非常耗时且容易出错的。

因此，研究如何自动构建模糊规则库成为了一个重要的任务。

目前，已经提出了多种自动构建模糊规则库的方法。

其中一种常用的方法是基于遗传算法的自动构建方法。

该方法通过模拟自然界中的进化过程，通过选择、交叉和变异等操作，逐步优化模糊规则库的性能。

另一种方法是基于聚类算法的自动构建方法。

该方法将输入-输出数据集合聚类成不同的类别，然后针对每个类别构建一组模糊规则。

此外，还有一些其他的自动构建方法，如基于强化学习、神经网络等。

无论采用哪种方法，自动构建模糊规则库的关键是找到一种有效的方式来评估模糊规则库的性能。

常用的评估指标包括模糊规则库的准确度、覆盖率、鲁棒性等。

准确度指模糊规则库对于给定输入向量的输出结果与实际输出结果之间的差异程度；覆盖率指模糊规则库能够覆盖到的输入空间的比例；鲁棒性指模糊规则库对于输入数据中的噪声和不确定性的稳定性。

第四章：模糊规则库自动构建算法的实际应用模糊规则库的自动构建算法已经在多个领域得到了广泛的应用。